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자료명/저자사항
양성자 빔 진단장치 개발 연구 / 한국원자력연구원 양성자기반공학기술개발사업단 [편] 인기도
발행사항
[대전] : 한국원자력연구원, 2010
자료실
전자자료
형태사항
28장 : 삽화, 도표, 사진 ; 30 cm
제어번호
MONO1201016874
주기사항
"양성자가속기 이용자프로그램 개발 및 운영"의 세부과제임
단면인쇄임
연구수행기관: 경북대학교
주관연구책임자: 김홍주
원문

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표제지

제출문

보고서 요약서

요약문

SUMMARY

CONTENTS

목차

제1장 연구개발과제의 개요,10 10

제1절 연구개발의 목적 및 범위 10

제2절 연구개발의 필요성 12

제2장 국내외 기술개발 현황 14

제3장 연구개발수행 내용 및 결과 15

제1절 섬광 검출기를 이용한 빔 프로파일 및 에너지 모니터링 수행 15

제2절 32채널 적분형 극저 전하 민감형 전자회로 개발 17

제3절 펄스 양성자 빔 측정을 위한 1채널 검출기 개발 19

제4절 고속 중성자 모니터링 수행 22

제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 25

제5장 연구개발결과의 활용계획 27

제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 28

제7장 참고문헌 29

초록보기 더보기

I. 제목 : 양성자 빔 진단장치 개발 연구

II. 연구개발의 목적 및 필요성

가속기 빔에 대한 진단장치의 경우 빔의 전류 및 에너지에 따라 다양한 방사능 환경이 제공됨에 따라 측정 방법 및 원리가 다르게 적용되어야 한다. 또한 20/100 MeV KOMAC 양성자 가속기의 경우 빔의 형태가 펄스 형태로 방출된다. 이 경우 전체 빔 전류값은 작지만 펄스 당 최대 빔 전류 값은 20 mA까지 증가하기 때문에 기존의 계측방법으로는 신호의 saturation 현상이 발생된다. 따라서 다양한 방사능 환경에 적용이 가능한 새로운 개념의 Multi Functional계측기 개발이 요구된다. 또한 이러한 계측기 개발의 경우 계측기를 통해 신호를 처리하고 획득한 신호를 분석하기 위한 전자회로 개발 및 소프트웨어 개발이 함께 요구된다.

III. 연구개발의 내용 및 범위

현재 KOMAC 20/100 MeV 양성자 가속기의 빔 모니터링 시스템을 위한 선량 계측기의 개발을 위해 1채널 이온챔버를 제작하고 선행 연구를 통해 개발된 결정섬광 검출기를 이용한 빔 모니터링 시스템을 이용하여 빔 정보를 실시간으로 KOMAC 빔 이용자들에게 제공한다. 동시에 KOMAC 가속기의 펄스형 양성자 빔의 전류값에 따른 다양한 방사능 환경에 적용 가능한 Multi Functional 계측기를 개발함으로써 효율성 증대를 기대한다.

또한 빔 라인에서 양성자에 의해 발생되는 고속 중성자에 대한 정보를 얻기 위해 중성자 계측기를 개발함으로써 중성자에 대한 정보를 실시간으로 모니터링 함으로써 보다 빔 사용자에게 보다 안전한 환경을 제공한다.

다음은 본 연구진의 주요 연구 내용이다.

1) 섬광 검출기를 이용한 빔 프로파일 및 에너지 모니터링 수행

2) 32채널 적분형 극저 전하 민감형 전자회로 개발

3) 펄스 양성자 빔 측정을 위한 1채널 검출기 개발

4) 고속 중성자 모니터링

IV. 연구개발결과

본 연구진은 다음의 연구 개발을 수행하였다.

1) LYSO 결정 섬광 검출기를 이용하여 양성자 빔의 XY 방향 선속 분포 및 에너지 분포를 실시간으로 측정하고,

2) 32채널 적분형 극저 전하 민감형 전자회로를 개발하여 이온챔버와 섬광 검출기를 이용한 테스트를 수행하였으며,

3) 기체 섬광 검출기를 이용하여 1채널 펄스 빔 모니터링 시스템을 개발하였고,

4) 액체 섬광 검출기 및 Stilbene 검출기를 이용하여 중성자 검출기를 개발, 빔테스트를 통해 빔 라인의 중성자 계측을 수행하였다.

이번 연구의 가장 큰 성과는

1) 기체 섬광 검출기를 이용하여 양성자 빔의 timing 구조를 확인하고, 2) LYSO 결정 섬광 검출기를 이용하여 양성자 빔의 XY 방향 분포를 실시간으로 확인 할 수 있었다는 것이다.

V. 연구개발결과의 활용계획

1) 양성자 빔 조사 시설의 빔 진단 장치에 이용

2) 핵 및 입자 실험용 검출기의 빔테스트에 이용 : 개발된 실리콘 센서 및 결정 섬광 검출기 등의 빔 테스트 시 이용

3) 빔 진단장치 개발 및 응용

ㆍ 핵 및 입자물리 : 현상 연구를 위한 다양한 검출기를 사용하는 실험에 응용

ㆍ 가속기 : 빔 선량 및 선속 모니터링에 이용, 빔 lose 모니터링에 이용

ㆍ 의료 기기 : PET, CT용 선량 검출기 개발에 활용

ㆍ 핵이용시설 : 원자력 발전소 및 방사능 이용 시설의 방사선 모니터링에 이용

4) 중성자 계측 시스템을 이용, 환경 중성자 모니터링 등의 중성자 검출에 활용

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